新型基于梯形芳香杂环分子的窄带隙聚合物材料的设计合成及其在高效太阳能电池中的应用

项目名称： 新型基于梯形芳香杂环分子的窄带隙聚合物材料的设计合成及其在高效太阳能电池中的应用

项目编号： No.51173186

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 郑庆东

作者单位： 中国科学院福建物质结构研究所

项目金额： 60万元

中文摘要： 设计合成一系列以梯形芳香杂环并七苯分子为给体的聚合物材料。通过引入硫、硅、氮等杂原子到该聚合物体系中，系统地调节梯形芳香杂环并七苯分子的电荷分布状态和给电子能力，进而调控目标聚合物的带隙大小和HOMO能级。同时采用不同的受体单元跟梯形芳香杂环并七苯单体共聚合进一步调控聚合物的带隙以及HOMO能级。聚合物较深的HOMO能级可以保证薄膜电池器件具有大开路电压，而材料的带隙大小决定电池器件的太阳光吸收能力（短路电流）。项目中聚合物体系的能级状态可以通过改变该体系材料结构中的杂原子来调控材料的太阳光吸收能力并保持较深的HOMO能级。同时该体系特有共轭稠环结构具有良好的光稳定性和热稳定性，这将便于有机薄膜电池器件的制备并提高电池的使用寿命。研究该体系的材料结构与其物理、化学、光电性能以及薄膜太阳能电池各电池参数之间的关系，为寻找新型高效、具有高开路电压的有机薄膜太阳能电池提供新的设计方法和制备工艺。

中文关键词： 梯形芳香杂环并七苯分子；聚合物太阳能电池；转换效率；开路电压；窄带隙聚合物

英文摘要：

英文关键词： ladder-type heteroheptacenes；polymer solar cells；power conversion efficiency；open circuit voltage；low band-gap polymers